(57)【要約】  【課題】耐久性が高くて、熱ローラの通紙域部の温度を高精度に且つ確実に測定できる定着装置を提供することである。  【解決手段】本定着装置１では、用紙に転写されたトナーを定着させるために熱ローラ３と、圧ローラ４とを備える。熱ローラ３の軸方向中央部３ｃに対向して配置され非接触状態で熱ローラ３の温度を測定するための非接触型温度センサ８と、非接触型温度センサ８の近傍に設けられた補助ヒータ９とが設けられている。補助ヒータ９により、非接触型温度センサ８の温度を、出力信号が安定する温度に短時間で上昇させることができる。  【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
用紙に転写されたトナーを定着させるために、トナーおよび用紙を加熱する熱ローラを備えた定着装置であって、
上記熱ローラの軸方向中央部に対向し、熱ローラの表面と所定の間隔をあけた非接触状態で配置され、熱ローラの温度を測定する非接触型温度センサと、
上記非接触型温度センサの近傍に設けられた補助ヒータとを含むことを特徴とする定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に用いられる定着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の定着装置には、熱ローラの軸方向中央の通紙域の温度を測定できるように、通紙域に対向して温度センサを設けたものがある（例えば、特許文献１，２，３参照）。
【特許文献１】特開平６−１１９９５号公報
【特許文献２】特開平１１−２１２３９３号公報
【特許文献３】特開２００３−６６７６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、例えば複写機に用いられる定着装置では、コピースピード、紙サイズ等の条件が変化しても定着不良の発生を防止することが要請されている。特に、このことは、薄肉の熱ローラを有する定着装置の場合に、強く要請されている。この要請に応えるには、定着装置の熱ローラをきめ細かく温度制御することが必要とされ、このために、通紙域の温度を精度良く測定できるように、上述の特許文献１〜３のような熱ローラの通紙域の温度を測定できる温度センサを設けることが考えられている。
【０００４】
また、通紙域に対応する温度センサには、熱ローラの耐久性の低下を防止するために、非接触型温度センサの利用が考えられる。
しかし、非接触型温度センサを熱ローラの通紙域に対向して配置しても、温度を高精度に測定できない場合があることが判明した。例えば、複写機の電源を投入した直後には、通例、非接触型温度センサの周囲の温度が低く、非接触型温度センサの感度が低いことがある。その結果、出力信号が不安定になり、温度が高精度に測定されず、ひいては、熱ローラの温度制御が不安定になり、例えば定着不良が発生する虞がある。
【０００５】
そこで、この発明の目的は、耐久性が高くて、熱ローラの通紙域の温度を高精度に且つ確実に測定できる定着装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、用紙に転写されたトナーを定着させるために、トナーおよび用紙を加熱する熱ローラを備えた定着装置であって、上記熱ローラの軸方向中央部に対向し、熱ローラの表面と所定の間隔をあけた非接触状態で配置され、熱ローラの温度を測定する非接触型温度センサと、上記非接触型温度センサの近傍に設けられた補助ヒータとを含むことを特徴とする。
【０００７】
この発明によれば、非接触型温度センサを用いることにより、熱ローラの軸方向中央部の温度を非接触で精度良く測定できる。しかも、熱ローラの耐久性を高めることができる。特に、非接触型温度センサの周囲の温度が低い場合であっても、補助ヒータにより、非接触型温度センサを、その出力信号が安定する高い温度に短時間で到達させて利用することができる。従って、熱ローラの通紙域の温度を高精度に且つ確実に測定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。本実施形態では、定着装置を画像形成装置としての複写機に適用する場合に則して説明するが、画像形成装置としてのファクシミリ、プリンタ等に適用することもできる。
図１は、本発明の一実施形態の定着装置の概略構成の正面視での模式図である。図２は、定着装置の概略構成の側方視での模式図である。先ず図１を参照する。
【０００９】
定着装置１は、画像形成装置Ａに内蔵されている。画像形成装置Ａは、画像形成装置本体２と定着装置１とを有する。画像形成装置本体２からトナーが転写された用紙Ｐが定着装置１に搬送される。
定着装置１は、搬送された用紙および用紙上にあるトナーを加熱する熱ローラ３と、この熱ローラ３と対向し接触する圧ローラ４と、熱ローラ３の内部に配置される加熱手段としてのヒータランプ５とを備えている。
【００１０】
熱ローラ３および圧ローラ４は、互いに対向して平行に配置され、相対向する外周面３ａ，４ａのニップ部３ｄ，４ｄ同士で接触している。圧ローラ４は、熱ローラ３の外周面３ａを押圧している。熱ローラ３は、駆動源としての電動モータ（図示せず）により所定の回転方向に駆動される。熱ローラ３の回転に連動して、圧ローラ４が逆向きに回転する。
【００１１】
未定着のトナーを転写された転写材としての用紙を、熱ローラ３と圧ローラ４とのニップ部３ｄ，４ｄ同士の間に通紙して、用紙上のトナーを加熱と加圧とにより用紙に溶着する。
圧ローラ４は、金属筒の表面に耐熱性を有する弾性体層が比較的に厚く形成されている。
【００１２】
熱ローラ３は、金属等、例えば肉厚０．３５ｍｍの鉄製の薄肉筒部材の表面にフッ素樹脂をコートした中空形状をなす。なお、熱ローラ３の筒部材は、鉄製の他、ステンレス鋼、ニッケル、アルミニウム合金等により形成することもできる。また、熱ローラ３の筒部材の肉厚は、０．２５ｍｍ〜１ｍｍの範囲内で設定してもよい。
ヒータランプ５は、熱ローラ３の内部に収納されている。ヒータランプ５に通電することにより、熱ローラ３を内部から加熱して、熱ローラ３の表面としての外周面３ａを所定の温度に上昇させるようになっている。ヒータランプ５には、ハロゲンランプ、キセノンランプ等を利用できる。
【００１３】
また、定着装置１は、熱ローラ３の温度を制御するための制御部６と、制御部６により制御されてヒータランプ５へ通電するための通電回路７と、熱ローラ３の温度を測定するための非接触型温度センサ８とを有している。
特に本実施形態では、非接触型温度センサ８の近傍に補助ヒータ９が設けられている。補助ヒータ９は、非接触型温度センサ８とほぼ同じ大きさに形成される。具体的には、補助ヒータ９は、非接触型温度センサ８よりも若干大きい発熱部を、非接触型温度センサ８に向けて配置されている。補助ヒータ９は、熱ローラ３の外側に、図示しない支持部材により支持される。補助ヒータ９は、非接触型温度センサ８および熱ローラ３にはともに非接触状態とされ、非接触型温度センサ８との間に所定の間隔（例えば１ｍｍ）を開けられている。この所定間隔は、非接触型温度センサ８と熱ローラ３との間隔に等しくされている。補助ヒータ９は、熱ローラ３に対して非接触型温度センサ８を挟んだ反対側に配置されていて、非接触型温度センサ８には熱が伝わり易く且つ熱ローラ３には熱が伝わり難くされている。
【００１４】
図２を参照して、熱ローラ３の外周面３ａには、軸方向Ｘの中間部に設けられて定着処理するときに用紙と接する通紙域１０と、軸方向Ｘの両端部３ｂに設けられ定着処理するときに用紙と接することがない一対の非通紙域（図示せず）とを有する。
通紙域１０は、定着処理可能な最大幅（熱ローラ３の軸方向寸法）の用紙Ｐ１を定着処理するときに当該最大幅の用紙Ｐ１と接する領域と一致する。また、通紙域１０には、熱ローラ３の軸方向中央部３ｃに、定着処理可能な最小幅の用紙Ｐ２を定着処理するときに、当該最小幅の用紙Ｐ２と接する領域である最小通紙域１２を有している。
【００１５】
非接触型温度センサ８は、熱ローラ３の外周面３ａの通紙域１０、例えば最小通紙域１２の中央部に対向して、この外周面３ａの通紙域１０に所定量（例えば１ｍｍ）の隙間を開けた非接触状態で、外周面３ａに近接して配置され、図示しない支持部材により支持される。非接触型温度センサ８は、温度を検知するための検知部を外周面３ａに向けて配置され、外周面３ａの通紙域１０の温度を測定できるようにされている。非接触型温度センサ８は、具体的にはサーミスタからなり、少なくとも最小通紙域１２に少なくとも一つを設けられていればよい。
【００１６】
図１に戻って、定着装置１の制御部６は、マイクロコンピュータ、記憶手段としてのメモリ等を含み、予め記憶されたプログラムに基づいて以下のように制御を実行する。
また、制御部６には、非接触型温度センサ８が接続されている。制御部６は、非接触型温度センサ８からの出力信号に基づいて、熱ローラ３の外周面３ａの通紙域１０に対向して近接した位置の温度を検知でき、この検知温度を通じて、熱ローラ３の外周面３ａ上の通紙域１０の温度を測定することができる。
【００１７】
制御部６は、通電回路７に接続され、通電回路７を介してヒータランプ５への通電量を自在に制御できる。
制御部６は、非接触型温度センサ８からの出力信号を所定時間ごとに入力され、非接触型温度センサ８の検知温度に基づいて、ヒータランプ５への通電量を制御することにより、熱ローラ３の温度を所望の温度に自在に制御することができる。
【００１８】
制御部６は、補助ヒータ９に接続されていて、通電することにより、補助ヒータ９の温度を予め定める一定の所定温度に維持することができる。
定着装置１の制御部６は、画像形成装置本体２の制御部２ａと接続されている。画像形成装置本体２の制御部２ａは、定着装置１を動作させるための指令信号を定着装置１に与えるための指令手段として機能する。
【００１９】
具体的に説明する。画像形成装置Ａの電源スイッチ（図示せず）がＯＮ操作されるときには、画像形成装置本体２の制御部２ａから、待機状態にするための指令信号が定着装置１に与えられる。指令信号に応答して、定着装置１の制御部６は、補助ヒータ９に通電し、補助ヒータ９の温度を、所定温度、例えば１１５℃に上昇させる。これに伴い、非接触型温度センサ８の温度が速やかに上昇し、短時間で出力信号が安定する状態になる。
【００２０】
上述の所定温度は、非接触型温度センサ８の出力信号が安定する温度であって、待機状態にある熱ローラ３の温度を非接触型温度センサ８により検知した温度（非接触型温度センサ８の位置での温度に相当する。）よりも所定温度（例えば５度）低い温度に設定されている。
また、ヒータランプ５に通電されて、熱ローラ３の温度が待機温度に制御されて上昇する。このとき、非接触型温度センサ８の出力信号を安定して得ることができるので、熱ローラ３の温度を高精度に制御することができる。
【００２１】
補助ヒータ９への通電は、常時行ってもよく、この場合には、熱ローラ３の温度制御を簡素化できる。
また、熱ローラ３の温度が上昇して、待機状態を維持できるようになると、補助ヒータ９からの加熱がなくても、非接触型温度センサ８の温度を高い温度に維持できるようになる。従って、熱ローラ３の温度が所定温度に達した後や、電源投入時から所定時間経過後に、補助ヒータ９への通電を遮断することも考えられる。
【００２２】
このように本実施の形態によれば、非接触型温度センサ８を用いることにより、熱ローラ３の通紙域１０の温度を非接触で精度良く測定できる。特に、非接触型温度センサ８の周囲の温度が低い場合であっても、補助ヒータ９により、非接触型温度センサ８の周囲温度を短時間で上昇させることができるので、非接触型温度センサ８を、その出力信号が安定する傾向にある高い温度に短時間で到達させて利用することができる。従って、熱ローラ３の通紙域１０の温度を高精度に且つ確実に測定することができる。
【００２３】
これにより、例えば、電源投入直後等の低温度状態から定着処理が可能な状態に達するまでのウォームアップ状態の立ち上がり時間を短くすることができる。また、低温度のときに低感度な傾向にある安価な、例えばサーミスタ等の非接触型温度センサ８の利用が可能となる。
また、非接触型温度センサ８であれば、熱ローラ３の通紙域１０の耐久性を高めることができ、画像汚れの発生を抑制することもできる。
【００２４】
なお、補助ヒータ９としては、特に限定されないが、予め定める一定温度に維持できるヒータが好ましく、このようなヒータとしては、例えば半導体ヒータを利用できる。また、補助ヒータ９は少なくとも一つがあればよい。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態の定着装置の概略構成の正面視の模式図である。
【図２】図１の定着装置の概略構成の側方視での模式図である。
【符号の説明】
【００２６】
１  定着装置
３  熱ローラ
３ａ  外周面（表面）
３ｃ  中央部
８  非接触型温度センサ
９  補助ヒータ
Ｐ  用紙
【図１】
2006047394.tif 000003
【図２】
2006047394.tif 000004